(57)【要約】  分散圧縮による送受信を用いて対象とするｎ次高調波を抽出する。超音波探触子から送波される超音波の基本周波数をｆ０、周波数帯域の上限の周波数をｆ２とすると、ｆ２＜２ｆ０になるように構成されていることを特徴とする超音波診断装置。
2011048939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に超音波を送波する超音波探触子と、所望の基本周波数の成分を有する分散圧縮した第１の送信信号と前記第１の送信信号を反転した第２の送信信号とを順に生成して超音波探触子を駆動する送信処理部と、前記超音波探触子が受信した前記第１の送信信号に対応する第１の受信信号と前記第２の送信信号に対応する第２の受信信号との差分信号または和信号の少なくとも一方を伸張して出力する受信処理部と、前記受信処理部の出力する伸張された信号を用いて超音波画像を生成する画像生成部と、前記画像生成部で生成された超音波画像を表示する表示部と、を備えた超音波診断装置であって、
前記超音波探触子から送波される超音波の基本周波数をｆ０、周波数帯域の上限の周波数をｆ２とすると、ｆ２＜２ｆ０になるように構成されていることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
周波数帯域の下限の周波数をｆ１とすると、（ｆ０−ｆ１）＞（ｆ２−ｆ０）であることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記超音波探触子から送波される超音波の音圧の利得は、
基本周波数ｆ０より周波数が高くなるにつれて増加し、基本周波数ｆ０より周波数が低くなるにつれて減少する周波数範囲を有することを特徴とする請求項１または２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記受信処理部は、
前記第１の受信信号の送信を開始した時間と前記第２の受信信号の送信を開始した時間の時間差に相当する間、前記第１の受信信号を遅延させる遅延部と、
前記遅延部の出力と、前記第２の受信信号との差分を前記差分信号として算出する減算器と、
を有することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記受信処理部は、
前記第１の受信信号の送信を開始した時間と前記第２の受信信号の送信を開始した時間の時間差に相当する間、前記第１の受信信号を遅延させる遅延部と、
前記遅延部の出力と、前記第２の受信信号との和を前記和信号として算出する加算器と、
を有することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記受信処理部は、
前記差分信号または前記和信号について変調符号列による分散圧縮を伸張する復調フィルタと、
前記復調フィルタによって伸張された信号の包絡線を検波して出力する包絡線検波部と、
を有することを特徴とする請求項４または５に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記送信処理部は、
互いに符号が反転関係にある１組のＢａｒｋｅｒ符号を前記第１の送信信号および前記第２の送信信号として生成することを特徴とする請求項４から６の何れか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記送信処理部は、
前記第１の送信信号および前記第２の送信信号にＰＳＫ変調を行って出力することを特徴とする請求項７に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記送信処理部は、
互いに位相が反転関係にある１組のチャープ信号を前記第１の送信信号および前記第２の送信信号として生成することを特徴とする請求項４から６の何れか１項に記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、被検体の画像をほぼリアルタイムでモニタに表示して観察でき、また、放射線を用いる画像診断装置のような放射線被爆を被検体に与えないことから安全性も高く、広く医療の分野で用いられている。【０００３】
超音波撮像装置の超音波探触子から生体に対して送波する超音波の波形は、その波形の長さが距離分解能を決めるので、できるだけ時間軸方向に短いパルス波を用いる方が良い。【０００４】
一方で、ノイズに対する信号の強度比であるＳ／Ｎ比を良くするには信号強度が大きい方が良いが、生体に与える影響を考慮して信号強度を一定値以下に制限する必要がある。そのため、パルスの発生する時間や周波数を分散させた分散圧縮送受信が用いられている。【０００５】
例えば、特許文献１には、時間軸方向に伸ばした符号化信号を送波し、被検体内で反射した信号を受波し、電気信号に変換した後に復号して時間軸方向に圧縮し、ピーク値の大きいパルス波形に戻す符号化送受信法による分散圧縮送受信が記載されている。【０００６】
特許文献２には、リニアチャープ信号を送波し、被検体内で反射した信号を受波し、電気信号に変換した後に、受信した信号波形と送波信号との相互相関を求めることにより復調するスペクトラム拡散方式による分散圧縮送受信が記載されている。【０００７】
また、従来より超音波診断装置では、超音波の非線形な伝播により生じる高調波成分を取りだし、この高調波成分に基づいて超音波画像を生成し、表示するハーモニックイメージング（ＨＩ）法と呼ばれている手法が用いられてきた（例えば、特許文献３参照）。高調波成分を利用すると、Ｓ／Ｎの向上や横方向分解能の向上、多重反射の抑制等の様々な利点がある。【０００８】
高次の高調波を抽出する技術としては、パルスインバージョンによる方法が知られている。例えば、特許文献４では、互いに位相が反転関係にある超音波の組を送波し、この超音波の組のうち一方に対応する受信信号と、他方に対応する受信信号の差分を算出して３次の高調波成分を抽出する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２２５２３７号公報
【特許文献２】特開平７−７９９７３号公報
【特許文献３】特許第４１１６１４３号公報
【特許文献４】特開２００９−１３６６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
分散圧縮送受信を用いる場合も、高調波成分を抽出することができればより一層の画質の向上が期待できる。【００１１】
しかしながら、分散圧縮送受信を用いる場合は送信信号の周波数帯域の広さから基本波と高調波との互いの周波数帯域が重なるため、パルスインバージョンを適用しても対象とするｎ次高調波のみを抽出することが困難であった。【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、分散圧縮による送受信を用いて対象とするｎ次高調波を抽出することができる超音波診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するため、本発明は以下のような特徴を有するものである。【００１４】
１．被検体に超音波を送波する超音波探触子と、所望の基本周波数の成分を有する分散圧縮した第１の送信信号と前記第１の送信信号を反転した第２の送信信号とを順に生成して超音波探触子を駆動する送信処理部と、前記超音波探触子が受信した前記第１の送信信号に対応する第１の受信信号と前記第２の送信信号に対応する第２の受信信号との差分信号または和信号の少なくとも一方を伸張して出力する受信処理部と、前記受信処理部の出力する伸張された信号を用いて超音波画像を生成する画像生成部と、前記画像生成部で生成された超音波画像を表示する表示部と、を備えた超音波診断装置であって、
前記超音波探触子から送波される超音波の基本周波数をｆ０、周波数帯域の上限の周波数をｆ２とすると、ｆ２＜２ｆ０になるように構成されていることを特徴とする超音波診断装置。【００１５】
２．周波数帯域の下限の周波数をｆ１とすると（ｆ０−ｆ１）＞（ｆ２−ｆ０）であることを特徴とする前記１に記載の超音波診断装置。【００１６】
３．前記超音波探触子から送波される超音波の音圧の利得は、
基本周波数ｆ０より周波数が高くなるにつれて増加し、基本周波数ｆ０より周波数が低くなるにつれて減少する周波数範囲を有することを特徴とする前記１または２に記載の超音波診断装置。【００１７】
４．前記受信処理部は、
前記第１の受信信号の送信を開始した時間と前記第２の受信信号の送信を開始した時間の時間差に相当する間、前記第１の受信信号を遅延させる遅延部と、
前記遅延部の出力と、前記第２の受信信号との差分を前記差分信号として算出する減算器と、
を有することを特徴とする前記１から３の何れか１項に記載の超音波診断装置。【００１８】
５．前記受信処理部は、
前記第１の受信信号の送信を開始した時間と前記第２の受信信号の送信を開始した時間の時間差に相当する間、前記第１の受信信号を遅延させる遅延部と、
前記遅延部の出力と、前記第２の受信信号との和を前記和信号として算出する加算器と、
を有することを特徴とする前記１から４の何れか１項に記載の超音波診断装置。【００１９】
６．前記受信処理部は、
前記差分信号または前記和信号について変調符号列による分散圧縮を伸張する復調フィルタと、
前記復調フィルタによって伸張された信号の包絡線を検波して出力する包絡線検波部と、
を有することを特徴とする前記４または５に記載の超音波診断装置。【００２０】
７．前記送信処理部は、
互いに符号が反転関係にある１組のＢａｒｋｅｒ符号を前記第１の送信信号および前記第２の送信信号として生成することを特徴とする前記４から６の何れか１項に記載の超音波診断装置。【００２１】
８．前記送信処理部は、
前記第１の送信信号および前記第２の送信信号にＰＳＫ変調を行って出力することを特徴とする前記７に記載の超音波診断装置。【００２２】
９．前記送信処理部は、
互いに位相が反転関係にある１組のチャープ信号を前記第１の送信信号および前記第２の送信信号として生成することを特徴とする前記４から６の何れか１項に記載の超音波診断装置。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、超音波探触子から送波される超音波の基本周波数をｆ０、周波数帯域の上限の周波数をｆ２とすると、ｆ２＜２ｆ０になるように構成されている。このようにすると、受信信号の基本波の帯域と３次高調波の帯域が重ならないのでパルスインバージョンを適用して所定の次数の高調波を抽出することができる。【００２４】
したがって、分散圧縮による送受信を用いて対象とするｎ次高調波を抽出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態に係る超音波診断装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態の送信処理部１の一例の回路ブロック図である。
【図３】符号化の次数が５のＢａｒｋｅｒ符号を説明する図である。
【図４】実施形態の送信処理部１の他の例の詳細な回路ブロック図である。
【図５】本実施形態で生成するチャープ信号を説明する図である。
【図６】第１の実施形態の受信処理部の電気的な構成を示すブロック図である。
【図７】第２の実施形態に係る超音波診断装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図８】超音波探触子２から送波される超音波の周波数特性の一例を示すグラフである。
【図９】加算または減算後の受信信号の周波数スペクトラムを説明する図である。
【図１０】超音波探触子２から送波される超音波の周波数特性を（ｆ０−ｆ１）＞（ｆ２−ｆ０）にした周波数特性例を示すグラフである。
【図１１】超音波探触子２から送波される超音波の利得が周波数に比例して増加する周波数特性例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係る実施の一形態を図面に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。
【００２７】
図１は、実施形態に係る超音波診断装置の電気的な構成を示すブロック図、図２は、実施形態の送信処理部１の一例の回路ブロック図、図３は、符号化の次数が５のＢａｒｋｅｒ符号を説明する図である。
【００２８】
最初に図１、図２、図３を用いて超音波診断装置の構成の一例を説明する。
【００２９】
超音波画像観察装置１００は、超音波探触子２から図略の被検体である例えば妊婦の腹部に対して超音波（超音波信号）を送信し、被検体の内部から反射した超音波の反射波（エコー、超音波信号）から被検体内の胎児の状態を超音波画像として画像化し、表示部１０に表示する。
【００３０】
入力部１３は、超音波画像観察装置１００の電源を投入する電源スイッチや、例えばキーボード、タッチパネルなどの入力手段から構成されている。
【００３１】
制御部９９は、ＣＰＵ９８（中央処理装置）と記憶部９６等から構成され、記憶部９６に記憶されているプログラムをＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）に読み出し、当該プログラムに従って超音波画像観察装置１００の各部を制御する。記憶部９６は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ハードディスク等から構成される。
【００３２】
超音波探触子２は、図示せぬ被検体に対して超音波を送波し、被検体で反射した超音波の反射波を受信する。超音波探触子２は、図１に示すように、送信処理部１、受信処理部３と電気的に接続されている。
【００３３】
超音波探触子２は、送信処理部１から送信された送信信号によって超音波を送波する。
【００３４】
図２、図３を用いて、実施形態の送信処理部１の一例を説明する。
【００３５】
送信処理部１は、タイミング信号発生部２５、符号選択部２６、符号記憶部２３、ＰＳＫ変調部２２、ＦＬＴ２９、送波アンプ２１を備える。
【００３６】
タイミング信号発生部２５は、制御部９９の指令により送信処理部１の各部にタイミングクロックを供給する。
【００３７】
符号選択部２６は、制御部９９の指令により符号記憶部２３に格納されている符号化の次数が複数種類の変調符号のうち何れか一つを選択する。医師など操作者は、入力部１３から操作することにより符号選択部２６が選択する変調符号の種類を設定することができる。
【００３８】
符号記憶部２３には、互いに符号が反転関係にある少なくとも１組の変調符号が予め格納されている。変調符号は、公知のＢａｒｋｅｒ符号であり、所定の符号化の次数のＢａｒｋｅｒ符号の組み合わせである変調符号が予め符号記憶部２３に格納されている。
【００３９】
図３は、符号記憶部２３に格納されている互いに符号が反転関係にある１組のＢａｒｋｅｒ符号の例である。図３は符号化の次数が５次のＢａｒｋｅｒ符号の例であり、（＋１、＋１、＋１、−１、＋１）の部分が第１の送信信号、これに続く（−１、−１、−１、＋１、−１）の部分が第１の送信信号を反転した第２の送信信号である。このように符号記憶部２３から第１の送信信号と第２の送信信号が順に出力される。
【００４０】
符号選択部２６は、この変調符号が格納されている符号記憶部２３のアドレスを指定し、所定の時間間隔Ｔで出力するよう制御する。
【００４１】
ＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）変調部２２は、符号記憶部２３から出力された符号要素の係数＋１または−１に応じて、一定周波数の搬送波の位相を変化させて変調する。すなわち、基本波形（位相０°）と、基本波形に対して１８０°位相をずらした波形を出力する。ＰＳＫ変調を行うことにより狭い周波数帯域で多くの情報を伝送することができ、ノイズや信号の減衰に影響されにくくすることができる。
【００４２】
ＦＬＴ２９は、送信信号の帯域を制限するバンドパスフィルタなどのフィルタである。ＦＬＴ２９の特性については後に詳しく説明する。
【００４３】
送波アンプ２１は、ＦＬＴ２９で帯域制限された第１の送信信号、第２の送信信号を増幅し、所望の基本周波数ｆ０の成分を有する駆動信号で超音波探触子２を駆動する。
【００４４】
次に、受信時の信号処理について図１を用いて説明する。
【００４５】
超音波探触子２から超音波を被検体に向けて送波した後、超音波探触子２に返ってきたエコーは、超音波探触子２に配列された図示せぬ圧電素子を機械的に振動させ、微弱な受信信号を発生させる。以下の説明では、第１の送信信号によって送波した超音波に対応する受信信号を第１の受信信号、第２の送信信号によって送波した超音波に対応する受信信号を第２の受信信号と呼ぶ。
【００４６】
受信処理部３は、第１の受信信号、第２の受信信号を順に受信して所定の信号レベルに増幅した後、第１の受信信号と第２の受信信号にパルスインバージョンを行って基本波、または高調波の分散圧縮された成分を抽出し、伸張した後、包絡線検波を行った信号を出力する。受信処理部３で行う信号処理は、後に詳しく説明する。
【００４７】
画像生成部６は、受信処理部３から出力された信号に基づいてＢモード画像を生成する。
【００４８】
画像処理部で画像処理された画像は、デジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）９によってビデオ信号に変換され、表示部１０に表示される。
【００４９】
なお、図３では送信処理部１の出力する変調符号の一例として符号化の次数が５のＢａｒｋｅｒ符号を説明したが、特にこの次数に限られるものではない。検出対象のコントラストに応じて最適な画像が得られる次数を設定すれば良い。
【００５０】
次に、実施形態の送信処理部１の他の例について説明する。
【００５１】
図４は、実施形態の送信処理部１の他の例の詳細な回路ブロック図、図５は、本実施形態で生成するチャープ信号を説明する図である。
【００５２】
コード生成部２７は、チャープ信号を生成する符号を予め記憶し、制御部９９からの指令により所定のクロックに従って記憶している符号を出力する。
【００５３】
Ｄ／Ａ変換器２６は、コード生成部２７の順次出力する符号をアナログ信号に変換し出力する。図５は、生成されたチャープ信号を説明する図である。図中Ｔ１の期間が第１の送信信号であり、Ｔ２の期間が第１の送信信号を反転した第２の送信信号である。第１の送信信号と第２の送信信号は、時間とともに周波数が高くなるチャープ信号である。
【００５４】
ＦＬＴ２９は、送信信号の帯域を制限するバンドパスフィルタなどのフィルタである。ＦＬＴ２９の特性については後に詳しく説明する。
【００５５】
送波アンプ２１は、フィルタで帯域制限された第１の送信信号、第２の送信信号を増幅し、所望の基本周波数ｆ０の成分を有する駆動信号で超音波探触子２を駆動する。
【００５６】
次に、本実施形態の受信処理について図６、図７を用いて説明する。
【００５７】
図６は、第１の実施形態の受信処理部の電気的な構成を示すブロック図、図７は、第２の実施形態の受信処理部の電気的な構成を示すブロック図である。
【００５８】
最初に図６の受信処理部３を説明する。
【００５９】
受信回路３１は、超音波探触子２が出力する第１の受信信号と第２の受信信号を順に受信して所定の信号レベルに増幅する。増幅された信号は、Ａ／Ｄ変換器３２によりデジタル値に変換される。
【００６０】
遅延部３３は、例えばラインメモリであり、第１の受信信号を第１の受信信号の送信を開始した時間と前記第２の受信信号の送信を開始した時間の時間差に相当する間遅延させる。Ａ／Ｄ変換器３２の出力は遅延部３３に入力され、第１の受信信号を該時間差に相当する間遅延して減算器３４に入力する。
【００６１】
減算器３４は、遅延部３３の入力信号と遅延部３３の出力信号とを減算する。前述のように遅延部３３で第１の受信信号は遅延されるので、減算器３４には第１の受信信号と第２の受信信号とが同時に入力され、第１の受信信号と第２の受信信号の差分が減算器３４から差分信号として出力される。
【００６２】
差分信号には、第１の受信信号と第２の受信信号で同位相の２次高調波２ｆ０の成分が減算することにより除去され、第１の受信信号と第２の受信信号とで逆位相の基本周波数ｆ０の成分と３次高調波３ｆ０の成分が残っている。
【００６３】
差分信号は、基本波ＬＰＦ（ローパスフィルタ）３６と３次高調波ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）３５とに入力され、基本周波数ｆ０の成分と３次高調波３ｆ０の成分に分離される。
【００６４】
基本波ＬＰＦ３６は、主に減算器３４の出力に含まれる超音波探触子２の送波する超音波の基本周波数ｆ０とその側帯波の帯域を通過させる。３次高調波ＢＰＦ３５は、主に減算器３４の出力に含まれる超音波探触子２の送波する超音波の３次高調波３ｆ０とその側帯波の帯域を通過させる。
【００６５】
ＳＷ（スイッチ）３７は、制御部９９の指令により基本波ＬＰＦ３６、または３次高調波ＢＰＦ３５の出力を切り替えて不整合フィルタ（復調フィルタ）３９に出力する。
【００６６】
不整合フィルタ３９は、ＦＩＲフィルタ等により構成され、送信処理部１の生成した変調信号に対応する係数を予め保持し、受信した分散圧縮されている信号を伸張する。
【００６７】
例えば、送信処理部１の生成した変調符号がＢａｒｋｅｒ符号の場合であれば、超音波送信時に制御部９９から、Ｂａｒｋｅｒ符号の係数を時間軸について反転させた不整合フィルタ係数が不整合フィルタ３９に設定される。不整合フィルタ係数は、ピーク値をできるだけ保ちながらサイドローブを最小化するように決定された係数の大きさが１ではない係数である。不整合フィルタ３９は、受信した信号の値と不整合フィルタ係数との積和演算を行って伸張する。
【００６８】
包絡線検波部４０は、不整合フィルタ３９の出力を検波し、検波出力を画像生成部６に出力する。
【００６９】
図６の受信処理部３の説明は以上である。
【００７０】
次に図７の受信処理部３を説明する。
【００７１】
図７の受信処理部３は、遅延部３３の入力信号と遅延部３３の出力信号とを加算器４１を有する点が図６の受信処理部３と異なる。その他の構成要素は図６と同じであり、同じ機能の構成要素には同番号を付し、説明を省略する。
【００７２】
前述のように遅延部３３で第１の受信信号は遅延されるので、遅延部３３には第１の受信信号と第２の受信信号とが同時に入力され、第１の受信信号と第２の受信信号が加算された和信号が出力される。
【００７３】
和信号には、第１の受信信号と第２の受信信号で逆位相の基本周波数ｆ０の成分と３次高調波３ｆ０の成分が加算することにより除去され、第１の受信信号と第２の受信信号とで同位相の２次高調波２ｆ０の成分が残っている。
【００７４】
和信号は、２次高調波ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）４２に入力され、２次高調波２ｆ０の成分が分離される。
【００７５】
ＳＷ３７は、制御部９９の指令により基本波ＬＰＦ３６、２次高調波ＢＰＦ４２、または３次高調波ＢＰＦ３５の出力を切り替えて不整合フィルタ３９に出力する。
【００７６】
なお、この例に限らず、基本波ＬＰＦ３６、２次高調波ＢＰＦ４２、または３次高調波ＢＰＦ３５の何れか一つを備え、ＳＷ３７による切り替えを行わない構成や、２次高調波ＢＰＦ４２と３次高調波ＢＰＦ３５の２つを切り替える構成などでも良い。
【００７７】
このように、本実施形態では互いに位相が反転関係にある超音波の組を送波し、この超音波の組のうち一方に対応する受信信号と、他方に対応する受信信号の差分信号または和信号を算出してｎ次の高調波成分を抽出することができる。
【００７８】
次に、これまで実施形態で説明したパルスインバージョンの信号処理を行う際に、所定の次数の高調波を抽出するため基本波と３次高調波のスペクトラムを重ならないようにする条件を説明する。
【００７９】
図８は、超音波探触子２から送波される超音波の周波数特性の一例を示すグラフ、図９は、加算または減算後の受信信号の周波数スペクトラムを説明する図である。
【００８０】
図中、ｆ０は超音波探触子２から送波される超音波の基本周波数、Ｇ０は基本周波数ｆ０における超音波の音圧の利得である。図８のように利得Ｇ０から３ｄＢ利得が低下する周波数はｆ１とｆ２である。したがって、ｆ１は周波数帯域の下限の周波数、ｆ２は周波数帯域の上限の周波数である。
【００８１】
また、図８に示すようにｆ２＜２ｆ０であり、２次高調波の周波数であるｆ０の２倍の２ｆ０より高い周波数成分は十分減衰されている。
【００８２】
例えば、ｆ０が３ＭＨｚの場合、ｆ１を１ＭＨｚ、ｆ２を５ＭＨｚにすると良い。２ｆ０は６ＭＨｚであり、ｆ２＜２ｆ０の条件を満たすので、２次高調波である６ＭＨｚと３次高調波とを抽出することが可能になる。
【００８３】
このような超音波探触子２から送波される超音波の周波数特性は、例えば送信処理部のＦＬＴ２９を図８のような周波数特性のバンドパスフィルタにして帯域制限することで実現できる。
【００８４】
なお、超音波探触子２の圧電素子や送波アンプ２１の周波数帯域が十分広い場合は、主にＦＬＴ２９により周波数帯域が決定されるが、これらの周波数帯域が狭い場合は、圧電素子の周波数特性や送波アンプ２１の特性など総合特性を考慮して設定することが望ましい。
【００８５】
図９（ａ）は、図８に示す周波数特性の超音波を送波した場合の受信信号を減算器３４で減算した出力例であり、図９（ｂ）は加算器４１の出力例である。図９（ａ）では、減算後の差分信号に残った基本周波数の成分５１と３次高調波の成分５３が実線で示され、除去された２次高調波の成分５２が点線で表示されている。図９（ｂ）は、加算後の和信号に残った２次高調波の成分５２が実線で示され、除去された基本周波数の成分５１と３次高調波の成分５３が点線で表示されている。
【００８６】
送波時の超音波の周波数帯域は図８のように制限されているので、図９（ａ）のように受信信号の基本周波数の成分５１はｆ０を中心にｆ０の２倍の周波数２ｆ０より低い周波数の範囲に分布している。また、受信信号の３次高調波の成分５３はｆ０の３倍の周波数３ｆ０を中心に２ｆ０より高い周波数の範囲に分布している。また、２次高調波の成分５２のエネルギーの大きい２ｆ０付近の成分と重なる部分が少ない。
【００８７】
このように、基本周波数の成分５１と３次高調波の成分５３は周波数帯域が重なっていないのでパルスインバージョンを用いて、図９（ａ）のように減算後は２次高調波の成分５２を除去し、基本周波数の成分５１と３次高調波の成分５３を残すことができる。また、この後、基本波ＬＰＦ３６と３次高調波ＢＰＦ３５を通過させることにより、容易に基本周波数の成分５１と３次高調波の成分５３を分離できる。
【００８８】
同様に、基本周波数の成分５１と３次高調波の成分５３は周波数帯域が重なっていないのでパルスインバージョンを用いて、図９（ｂ）のように加算後は基本周波数の成分５１と３次高調波の成分５３を除去し、２次高調波の成分５２を残すことができる。また、この後、２次高調波ＢＰＦ４２を通過させることにより、容易に２次高調波の成分５２を分離できる。
【００８９】
なお、基本周波数ｆ０より低い周波数成分はできるだけ広い周波数範囲で残すと伸張後の信号レベルを大きくすることができる。
【００９０】
例えば、図１０のように送波する超音波の周波数特性を（ｆ０−ｆ１）＞（ｆ２−ｆ０）になるようにすれば良い。図１０は、超音波探触子２から送波される超音波の周波数特性の別例を示すグラフである。
【００９１】
例えば、ｆ０が３ＭＨｚの場合、ｆ１を０．５ＭＨｚ、ｆ２を４ＭＨｚにすると良い。ｆ０−ｆ１は２．５ＭＨｚ、ｆ２−ｆ０は１ＭＨｚであり、（ｆ０−ｆ１）＞（ｆ２−ｆ０）の条件を満たしている。
【００９２】
また、超音波は高い周波数ほど被検体で減衰しやすいので、送信時に高い周波数ほど利得が高くなるようにしておくことが望ましい。例えば、図１１のように超音波探触子２から送波される超音波の周波数特性を、基本周波数ｆ０より周波数が高くなるにつれて基本周波数ｆ０の利得Ｇ０より利得が増加し、基本周波数ｆ０より周波数が低くなるにつれて利得Ｇ０より利得が減少する周波数範囲を有するようにすれば良い。図１１の周波数特性例では、ｆ０を含むｆ１からｆＢの間で利得が周波数に比例して増加している。
【００９３】
例えば、ｆ０が３ＭＨｚ、ｆ１を１ＭＨｚ、ｆ２を５ＭＨｚとするとｆＢ＝４．５ＭＨｚになるように構成すれば良い。
【００９４】
このようにすると、高い周波数でも大きな受信信号が得られ、伸張後の信号レベルを大きくすることができる。
【００９５】
以上このように、本発明によれば、分散圧縮による送受信を用いて対象とするｎ次高調波を抽出することができる。
【符号の説明】
【００９６】
１  送信処理部
２  超音波探触子
３  受信処理部
６  画像生成部
９  デジタルスキャンコンバータ
１０  表示部
１３  入力部
３１  受信回路
３２  Ａ／Ｄ変換器
３３  遅延部
３４  減算器
３５  ３次高調波ＢＰＦ
３６  基本波ＬＰＦ
３９  不整合フィルタ
４１  加算器
４２  ２次高調波ＢＰＦ
９６  記憶部
９８  ＣＰＵ
９９  制御部
１００  超音波診断装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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